Boletim da SBPMat. 91ª edição.


 

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Boletim da
Sociedade Brasileira
de Pesquisa em Materiais

Edição nº 91. 31 de março de 2020.

Notícias da SBPMat

– Evento anual da SBPMat. Devido às incertezas relacionadas à COVID-19, e para reduzir o risco de prejudicar a saúde de nossa comunidade, o Comitê Organizador do evento, a Diretoria Executiva da SBPMat e a IUMRS decidiram adiar o evento “XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM”. Mais informações no site do evento: https://www.sbpmat.org.br/19encontro/.

Fórum de sociedades científicas brasileiras. Em 11 de março, a SBPMat participou de fórum convocado pela SBPC que discutiu situação da ciência e estratégias para 2020. A reunião contou com apresentações dos dirigentes das principais agências de fomento do País. Saiba mais.

– Manifesto pela liberação de recursos do FNDCT. SBPMat endossou carta enviada em 19 de março ao ministro de MCTIC pedindo liberação de recursos do FNDCT para compromissos já assumidos do CNPq. Saiba mais.

– Manifesto sobre pronunciamento do Presidente a respeito da Covid-19. SBPMat subscreveu manifesto publicado em 25 de março sobre o pronunciamento de Jair Bolsonaro a respeito da pandemia de Covid-19. Saiba mais.

Artigo em Destaque

Um grupo da UFF desenvolveu uma máquina molecular que armazena fármacos em nanocanais internos, os transporta em meio fisiológico e os libera, abrindo uma nanotampa, apenas quando a acidez do meio aumenta, o que costuma ocorrer no entorno de células cancerosas. Em estudos in vitro, a nanomáquina foi mais eficaz do que o fármaco puro na eliminação de células cancerosas. O trabalho foi recentemente reportado no Journal of Materials Chemistry B. Saiba mais.

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Políticas de CTI

Entrevistamos Mariana Mazza, uma profissional que trabalha há mais de 3 anos monitorando ações do governo com possível impacto em CTI e atuando junto a parlamentares para defender a pesquisa. Ela nos contou em que consiste seu trabalho, quais foram as principais vitórias conseguidas (recursos para bolsas do CNPq, existência da Finep, liberação de recursos contingenciados, entre outras) e quais são seus próximos desafios em um momento marcado por dificuldades e incertezas. Veja aqui.

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Novidades dos Sócios SBPMat

– Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior (IFSC-USP), ex-presidente da SBPMat, assina texto sobre a ciência brasileira publicado em coluna da Folha de São Paulo. Saiba mais.

Comunidade

– Primeira morte por Covid-19 do Rio Grande do Norte corresponde ao professor Luiz Di Souza (UERN), que tinha formação em materiais e pesquisas na área. Saiba mais.

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XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM
(Foz do Iguaçu, Brasil,
29 de agosto a 2 de setembro de 2021)

O evento foi adiado em função da pandemia de Covid-19.

Nova data do evento: 29 de agosto a 2 de setembro de 2021.

Mesmo local do evento: Rafain Convention Center – Foz do Iguaçu.

Submissão de resumos: Um novo cronograma de submissões será divulgado oportunamente.

Site do evento: www.sbpmat.org.br/19encontro/

Devido às incertezas relacionadas ao COVID-19, e para reduzir o risco de prejudicar a saúde de nossa comunidade, o Comitê Organizador do evento, a Diretoria Executiva da SBPMat e a IUMRS decidiram adiar o evento conjunto XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM. As conferências estão programadas para acontecer de 29 de agosto a 2 de setembro de 2021, na cidade de Foz do Iguaçu, no Centro de Convenções Rafain. Todos os participantes deverão enviar ou reenviar seus resumos seguindo um novo cronograma a ser divulgado.

Dicas de Leitura: Covid-19 e temas transversais à área de materiais

– Pesquisador da Northeastern University (EUA) sugere nanomedicina teranóstica como abordagem para possíveis tratamentos do novo coronavírus: nanopartículas do tamanho do vírus que possam detectá-lo, aderir a ele e torná-lo inativo dentro do organismo. Saiba mais.

– Quanto “vive” o novo coronavírus em diversos materiais? O tempo de “vida” fora das células justifica sua altíssima disseminação? Trabalho de cientistas dos EUA explica. Saiba mais.

– Usando um dos melhores supercomputadores do mundo, cientistas estão montando um modelo que mostrará todos os átomos da “casca” do SARS-CoV-2 (o vírus causador da pandemia de Covid-19) e a interação entre eles. O modelo computacional deverá ajudar a compreender em detalhe como o vírus age nas células e a desenvolver fármacos e vacinas para o combate à doença. Saiba mais.

Você conhece alguma iniciativa ou oportunidade da comunidade de pesquisa e inovação em materiais que esteja contribuindo ou possa contribuir com o combate à Covid-19 em algum de seus aspectos? Compartilhe com a comunidade. Escreva para comunicacao@sbpmat.org.br.

Oportunidades

– Vaga para pesquisador no LANNano/CNPEM. Saiba mais.

– Pós-doc em perovskitas de haletos na UFABC com bolsa Fapesp. Saiba mais.

– Seleção de bolsistas para doutorado na UCS em parceria com UFSCar e Unicamp (programa ASES/CNPq). Projetos: materiais multifuncionais e propriedades nanomecânicas e nanotribológicas de materiais avançados. Saiba mais.

– Prêmio Para Mulheres na Ciência (da L´Oréal, Unesco e ABC), que neste ano comemora 15 anos no Brasil, está com inscrições abertas. Saiba mais.

Editais para pesquisadores e/ou empresas/startups em diversos assuntos com foco no combate à Covid-19

– Edital da Finep e Fapesp para empresas sediadas no Estado de São Paulo para tecnologias para produtos, serviços e processos relacionados ao combate à Covid-19. Saiba mais.

– Edital Fapesp para mobilizar pesquisadores do estado de São Paulo que já possuem determinados projetos Fapesp a direcionar pesquisas em torno do combate à Covid-19. Saiba mais.

– Recursos para startups e micro e pequenas empresas, em particular para soluções relacionadas ao diagnóstico, tratamento e acompanhamento da evolução da Covid-19. Saiba mais.

– Chamada Faperj para pesquisadores ou empresas sediadas no Estado do Rio de Janeiro em temas relacionados ao combate à Covid-19. Saiba mais.

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Você pode divulgar novidades, oportunidades, eventos ou dicas de leitura da área de Materiais, e sugerir papers, pessoas e temas para as seções do boletim. Escreva para comunicacao@sbpmat.org.br.

Políticas de CTI: entrevista com a assessora parlamentar Mariana Mazza.


Reunião de trabalho do ICTP.br após a vitória da retirada do FNDCT da PEC dos Fundos, em março de 2020. Mariana Mazza é a primeira à direita. Divulgação SBPC.
Reunião de trabalho do ICTP.br após a vitória da retirada do FNDCT da PEC dos Fundos, em março de 2020. Mariana Mazza é a primeira à direita. Divulgação SBPC.

A gente pode chama-la de lobista; ela não leva a mal. Muito pelo contrário. Mariana Mazza, 41 anos,  lobista de CT&I, acredita que deveria haver mais profissionais como ela acompanhado as ações do Poder Executivo e Legislativo com impacto em CT&I e negociando prioridades com os parlamentares para o benefício coletivo de determinadas áreas de pesquisa e inovação. Sob nomes como “congressional fellow” ou “advocacy dashboard”, esse trabalho tem mais visibilidade em sociedades científicas de outros países, como os Estados Unidos, mas também existe no Brasil.

Jornalista formada pela Universidade de Brasília, Mariana trocou, no final de 2016, sua rotina de repórter pela de assessora parlamentar da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), sociedade à qual a SBPMat é afiliada. Por sua vez, a SBPC é uma das oito entidades que coordenam a ICTP.br, iniciativa que reúne esforços de instituições nacionais relevantes para CT&I em ações conjuntas no Congresso Nacional.

Em entrevista ao Boletim da SBPMat, Mariana conta quais são suas atividades diárias como assessora parlamentar da SBPC, quais foram as principais vitórias conquistadas e os desafios para o futuro imediato, em uma época de escassez de recursos e pandemia.

Boletim da SBPMat: Em que consiste o seu trabalho? Quais as atividades que você realiza em seu dia-a-dia de assessora parlamentar?

Mariana Mazza: As atividades que realizo para a SBPC têm um escopo mais amplo do que simplesmente falar com deputados e senadores, como quem não está familiarizado com o Congresso Nacional pode pensar. É algo bastante dinâmico, na verdade. Existem atividades básicas como avaliar as agendas das comissões da Câmara e do Senado e triar tudo que possa ter impacto em CT&I. Como a SBPC tem centenas de associadas em múltiplas áreas, esse é um trabalho bem amplo. Mas a parte mais crítica é identificar e avaliar ações políticas que possam ser repercutidas no Congresso Nacional. Por exemplo, temos feito um trabalho bastante minucioso na recuperação do orçamento para CT&I e P&D. Isso exige que eu acompanhe, desde o início, a proposta orçamentária, calcule as variações em relação aos orçamentos anteriores e sugira estratégias à diretoria da SBPC. Traçadas as estratégias, começa a parte de negociar com os gabinetes emendas que coloquem mais dinheiro nos projetos, o que significa redigir essas propostas e explica-las aos assessores de cada gabinete. Para se ter uma ideia, apenas para o Orçamento de 2020, fui pessoalmente a mais de 300 gabinetes da Câmara e do Senado. E isto é apenas um pedaço da atuação que fazemos. Basicamente qualquer ação do Executivo que possa ser revertida no Congresso passa por uma ação da assessoria em algum aspecto. E também há os projetos de lei de origem do próprio Legislativo que afetam a comunidade científica e muitas vezes precisam de reparo. Faço a intermediação dos representantes da SBPC com os relatores desses projetos e membros das comissões que possam aperfeiçoar a proposta. Também organizamos exposições de divulgação científica, como a do Centenário do Eclipse de Sobral no ano passado, que foi muito bem recebida pelos visitantes do Congresso. E ainda há o trabalho de ampliar o conhecimento da própria SBPC pelos parlamentares. Como a SBPC é uma entidade muito atuante nas discussões políticas importantes para o País, trabalho não falta para a assessoria parlamentar.

Boletim da SBPMat: Com quem você interage? Como você escolhe com quem interagir?

Mariana Mazza: Depende do assunto que estamos tratando. Os parlamentares têm seus nichos de atuação. Então, se o assunto é meio ambiente, há um grupo de parlamentares aberto ao diálogo na linha da atuação da SBPC. Se é inovação, é outro grupo. Orçamento, são outros parlamentares. E assim vai. Mas conforme a ciência brasileira foi aumentando sua presença no Congresso Nacional, fomos ampliando a nossa rede de parlamentares aliados à CT&I, que procuramos nos assuntos mais estratégicos independentemente da área mais específica, digamos assim. Essa teia de parlamentares amigos da ciência foi tecida de várias formas. Há os aliados históricos, que já apoiam a ciência há anos, e aqueles que foram se identificando com as pautas que encampamos, compreendendo melhor como a ciência funciona e suas implicações na vida dos brasileiros. Lista-los seria um problema porque acabaria deixando muitos de fora. Após as eleições de 2018, perdemos muitos deputados e senadores alinhados com a pauta científica. Mas felizmente temos conseguindo abrir um espaço novo no Congresso, conseguindo apoio de muitas lideranças usando a estratégia de defender pautas específicas. Na retirada do FNDCT da PEC dos Fundos, por exemplo, conseguimos articular junto com as lideranças e outras entidades do setor um apoio suprapartidário de defesa da preservação dos recursos da ciência. É muito gratificante quando conseguimos demonstrar que a ciência não é uma pauta ideológica, típica de esquerda ou de direita. É uma pauta em benefício de todos. Os políticos estão começando a ver isso.

Boletim da SBPMat: Você tem formação em Comunicação Social – Jornalismo e experiência como jornalista de TV. Quais as competências que você utiliza neste trabalho de assessoria parlamentar?

Mariana Mazza: Sim, sou jornalista de formação. Antes de entrar para a SBPC, trabalhei no Grupo Bandeirantes como editora e colunista. Na carreira de repórter, me especializei na área de infraestrutura, que na verdade foi o que me levou à Band, como colunista de Telecomunicações. É de conhecimento público que o setor de infraestrutura é bastante ativo no lobby político, ainda que muito da percepção social seja na via negativa. Grandes prestadores de serviços – como teles, distribuidoras de energia, produtores de combustível, companhias aéreas… –, empreiteiras e grupos de mídia, que compõem a agenda de um repórter de infra, são extremamente ativos no lobby. Acompanhar ao longo de mais de uma década a operação desses setores no Congresso Nacional me ensinou muito sobre como funcionam as negociações setoriais no parlamento. Sobre que tipo de argumentos funcionam com os políticos, como aborda-los e como apresentar uma agenda setorial.

Boletim da SBPMat: Seu trabalho não é comum no Brasil no ambiente científico, certo? Você se inspira ou aprende de profissionais de outras áreas ou de outros países?

Mariana Mazza: Não é tão incomum assim, na verdade. Entidades como Fiocruz e Embrapa, que pertencem ao Sistema Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação (SNCTI), são muito profissionais na atuação no Congresso Nacional, com equipes dedicadas apenas à negociação com os parlamentares e análise das ações no Legislativo. E há importantes entidades civis que fazem um trabalho muito diligente no parlamento, defendendo e orientando as bancadas em setores específicos. O Instituto Socioambiental (ISA), por exemplo, tem uma atuação muito importante na pauta ambiental. Acho que o que acontece é que esse é um trabalho “nas sombras”, na maioria das vezes. Quando funciona, parece que sequer foi feito. O lobby ainda é muito malvisto no Brasil, porque normalmente só temos conhecimento dele quando é usado em benefício de algum setor em detrimento do benefício coletivo. Isso faz com que os lobistas se disfarcem com outros nomes no Brasil, “assessores parlamentares”, “diretores de relações institucionais”, e por aí vai. Isso ajuda a ocultar o mau lobby, digamos assim, mas também acaba tirando a visibilidade do trabalho republicano de negociação de prioridades com o parlamento. Acredito que todos os setores têm o direito de negociar com os representantes eleitos pela sociedade. É como o trabalho de um advogado. Culpados e inocentes têm direito à defesa. Tenho o privilégio de advogar em defesa de um setor que sinceramente acredito ser benéfico para o desenvolvimento de qualquer Nação. Mas quando se trabalha com política, é preciso ter em mente que há sempre a perspectiva oposta à nossa. Temos que encarar as negociações sem sentimentalismos. É preciso encontrar um campo comum. Ironicamente, acabo me inspirando mais nos lobbies empresariais, considerados “maus” pela sociedade, simplesmente porque eles são eficientes em sua atuação. Conheci muitos lobistas como repórter, que se tornaram próximos ao longo dos anos, e aprendi muito com eles.

Boletim da SBPMat: O que é a Iniciativa para Ciência e Tecnologia no Parlamento (ICTP.br)? O seu trabalho se insere nessa iniciativa?  

Mariana Mazza: A ICTP.br é uma iniciativa para unir esforços das entidades nacionais relevantes para CT&I em ações conjuntas no Congresso Nacional. Ela surgiu da ideia do professor Ildeu de Castro Moreira, que preside a SBPC, de criar um observatório do Legislativo. A ideia se desenvolveu em parceria com o ex-ministro Celso Pansera, que detinha mandato de deputado federal quando começamos a costurar o projeto em 2018. Hoje, Pansera cuida da secretaria executiva da ICTP.br, articulando as grandes pautas de impacto em CT&I com as lideranças partidárias em uma agenda de prioridades que definimos em conjunto entre as oito instituições que compõem a coordenação da ICTP.br: SBPC, ABC, Andifes, Consecti, Confap, Forúm dos Secretários de CT&I, Conif e Confies. Como assessora parlamentar da SBPC, tenho uma atuação conjunta com as agendas da ICTP.br, mas nem todas as ações se sobrepõem. Há diversas pautas que tenho que agir e que não estão na agenda da Iniciativa, por serem específicas. Por outro lado, o estabelecimento dessa operação coordenada aliviou a atuação nas pautas mais pesadas de âmbito nacional, que antes da ICTP.br recairiam de forma desarticulada sobre os assessores. Hoje, há uma ação muito mais organizada nessas pautas de alto impacto, com o ex-ministro Pansera à frente das articulações políticas mais amplas, ficando para os assessores como eu o trabalho de base da construção de argumentos e auxílio dos gabinetes na concretização dos acordos firmados. Ainda é um trabalho em construção, mas já temos tido grandes resultados na melhoria da interação entre as entidades e vitórias no Congresso.

Boletim da SBPMat: Quais foram as conquistas conseguidas até o momento com ajuda do seu trabalho?

Mariana Mazza: São muitas. Até porque a maioria, como disse antes, sequer chega a ganhar luz porque acaba sendo um trabalho de apagar pequenos incêndios. Mas nas pautas de repercussão geral, temos tido muito sucesso na agenda orçamentária, ainda que hoje essa seja uma ação mais de contenção de perdas do que de aumento dos recursos para CT&I. Posso dizer com segurança que a situação financeira do setor seria muito mais precária não fosse o trabalho das assessorias e das diretorias das entidades em conter a sangria. Ainda nas grandes pautas, a ação no Congresso foi o que garantiu os recursos faltantes para o pagamento das bolsas do CNPq em 2019. Que manteve a existência da Finep, ao bloquear a iniciativa de transferir a secretaria-executiva do FNDCT para o MCTIC. Que salvou o FNDCT da possível extinção ao retira-lo da PEC dos Fundos. Que impediu o contingenciamento dos recursos da ciência no MCTIC em 2020. Que protegeu também do contingenciamento todo o orçamento da Embrapa, Fiocruz, IBGE e Ipea neste ano. Isso sem contar as inúmeras denúncias que a SBPC faz em suas notas públicas e cartas abertas que têm enorme repercussão no Congresso, contendo o avanço de medidas nocivas para a ciência brasileira. O crítico desse tipo de trabalho, como você pode ver pelos exemplos que citei, é que atualmente estamos sendo obrigados a agir mais na contenção do que na propositura. É importante lembrar, por exemplo, que foi a atuação da ciência no Congresso que deu corpo ao Marco Legal de CT&I, uma operação que durou anos de dedicada negociação dos assessores na época.

Boletim da SBPMat: Quais têm sido os principais desafios ou dificuldades?

Mariana Mazza: A principal dificuldade é que temos muitas entidades na área científica, mas poucas com atuação política em Brasília. Com isso, perde-se muitas oportunidades de ações específicas, que um assessor como eu, de uma entidade nacional, não tem como acompanhar com a dedicação necessária. Seria muito positivo se as associações e entidades civis que não têm atuação no Congresso passassem a colocar isso em suas agendas. Mas é preciso entender que o parlamento funciona com pautas concretas. Atuar no Congresso na busca da “defesa de CT&I” pura e simplesmente – isso vale pra qualquer setor, na verdade –, torna-se frustrante muito rapidamente. Porque os parlamentares lidam com dezenas de temas ao mesmo tempo e, por isso, são pragmáticos. É preciso saber o que se quer antes de pisar no Congresso Nacional. O desafio é que estamos em um momento político e econômico de profunda retração nos investimentos públicos. E o setor de CT&I é um setor que custa caro na visão de muitos parlamentares, que desconhecem toda a vasta rede de pesquisa brasileira e seus frutos ao longo da história. Ainda que tenhamos avançado muito nos últimos anos, a ciência ainda é vista por muitos no Congresso como de baixa repercussão política no eleitorado desses parlamentares. E aí perdemos apoio para pautas consideradas por eles de maior apelo social. Por isso, quanto maior é a presença das entidades científicas no parlamento, maior o espaço para que os parlamentares descubram os benefícios da ciência brasileira até mesmo para suas agendas políticas. Temos visto este caminho se abrindo. A meta de todos nós é que o estímulo à ciência seja naturalizado no Congresso Nacional. As últimas vitórias que obtemos neste ano mostram que estamos no caminho certo, mas ainda há muito a fazer, como passarmos de uma pauta apenas reativa para a retomada das pautas propositivas. Mas, é como a célebre frase de Bismarck: “A política é a arte do possível”. No momento, o possível é impedir maiores retrocessos.

Boletim da SBPMat: Neste novo e difícil cenário, marcado pelo avanço da pandemia de Covid-19 no Brasil, verbas não liberadas, orçamentos recortados e diversas incertezas e instabilidades, quais são seus planos de ação para os próximos tempos?

Mariana Mazza: Estamos muito preocupados com a pouca atenção dada à ciência pelo governo nos planos de combate ao coronavírus. Para reparar o baixo orçamento voltado à pesquisa nesta área, já estamos negociando com parlamentares aumentos nos recursos usando os instrumentos orçamentários enviados pelo Poder Executivo. Também já estamos nos preparando para trabalhar na elevação das verbas de CT&I e P&D no plano emergencial anunciado pelo governo federal para mitigar os efeitos econômicos da pandemia. Entendemos que investir em ciência, assim como têm feito outros países, é fundamental também para a economia nacional e estamos em diálogo cotidiano com os gabinetes mais próximos traçando estratégias de ação. Uma das nossas grandes batalhas, dentro e fora do Congresso Nacional, tem sido o fim da captura dos recursos do FNDCT pela Reserva de Contingência. Esse é um mecanismo fiscal que basicamente está retirando ilegalmente o dinheiro da ciência para tão somente cumprir metas fiscais do governo. Queremos, inclusive, que essa reserva seja liberada agora, em sua totalidade, para o combate ao coronavírus e fomento da ciência em geral, reconhecendo seu papel na recuperação econômica da recessão que certamente atingirá o Brasil após superada a pandemia. No momento, toda a energia está voltada para assegurar a presença da ciência nos planos emergenciais e bloquear qualquer ação que prejudique a ciência neste período de crise.

Artigo em destaque: Uma máquina molecular para combater o câncer.


O artigo científico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: A reversible, switchable pH-driven quaternary ammonium pillar[5]arene nanogate for mesoporous silica nanoparticles. Santos, ECS ; dos Santos, TC; Fernandes, TS; Jorge, FL; Nascimento, V; Madriaga, VGC ; Cordeiro, PS; Checca, NR; Da Costa, NM; Pinto, LFR; Celia Ronconi. J. Mater. Chem. B, 2020,8, 703-714. https://doi.org/10.1039/C9TB00946A

Uma máquina molecular para combater o câncer 

Em 2016, as menores máquinas já criadas pelo ser humano, as máquinas moleculares ou nanomáquinas, ganharam visibilidade com o Prêmio Nobel de Química. Essas máquinas de dimensões nanométricas, cujas peças são moléculas que realizam movimentos controlados, poderão ajudar a humanidade a realizar importantes tarefas na escala do diminuto.

Na área da saúde, uma dessas tarefas é o combate eficaz a células cancerosas sem danificar os tecidos saudáveis. Sabe-se que um dos principais problemas das terapias mais usadas atualmente é seu efeito adverso nos tecidos sadios – problema que tem levado muitos cientistas a desenvolver diferentes sistemas que possam levar os fármacos diretamente e sem vazamentos até as células cancerosas.

Na Universidade Federal Fluminense (UFF), a professora Célia Machado Ronconi e sua equipe científica trabalham há dez anos no desenvolvimento de nanomáquinas para o tratamento do câncer. Em seu pós-doutorado, realizado entre 2003 e 2005, a cientista aprendeu sobre máquinas moleculares na University of California, Los Angeles (UCLA), em um dos laboratórios mais qualificados do mundo no assunto, o grupo de pesquisa de Sir James Fraser Stoddart, quem, anos depois, seria laureado com o Prêmio Nobel mencionado no início desta matéria junto a Jean-Pierre Sauvage e Bernard L. Feringa.

Em artigo recentemente publicado no Journal of Materials Chemistry B, a professora Célia Ronconi, sua equipe e colaboradores, todos de instituições brasileiras, apresentaram uma nova nanomáquina composta por um reservatório de fármacos e uma tampa. A máquina é capaz de abrir ou fechar a tampa respondendo a mudanças na acidez do meio no qual se encontra.  Quando o pH do meio é similar ao do sangue de um ser humano saudável (meio fisiológico), a tampa permanece fechada, impedindo a saída do fármaco. Quando o pH é mais ácido, como ocorre no entorno de células cancerosas, a tampa abre e o fármaco é liberado. Em testes in vitro (em laboratório), a nanomáquina carregada com uma conhecida droga quimioterápica demonstrou ser mais eficaz do que o fármaco puro na eliminação de células de câncer de mama, destruindo 92% delas em 48 horas.

O destaque desta figura mostra um zoom da nanomáquina carregada com o fármaco (bolinhas verdes), com um dos nanocanais do reservatório e a sua nanotampa fechada, impedindo a saída da droga.
O destaque desta figura mostra um zoom da nanomáquina carregada com o fármaco (bolinhas verdes). No zoom é possível distinguir um dos nanocanais do reservatório fechado pela sua nanotampa, impedindo a saída da droga.

Com essas características, a nanomáquina desenvolvida na UFF mostra potencial para aplicação na entrega de fármacos quimioterápicos em células cancerosas. “Os resultados deste trabalho foram extremamente promissores”, diz a professora Ronconi. “Porém, ainda há muito a ser estudado. As próximas etapas do trabalho serão testar a nanomáquina carregada com o fármaco em outras linhagens de células de câncer de mama, pois nós testamos apenas para uma linhagem (MCF-7). Também testaremos a toxicidade do dispositivo sem o fármaco em células sadias e, se os resultados forem positivos, serão feitos estudos in vivo, usando nesses ensaios camundongos alterados geneticamente para ter o sistema imune deficiente”, comenta.

Montagem e funcionamento da nanomáquina

Para cumprir a função de reservatório, o grupo da UFF sintetizou nanopartículas esféricas de sílica mesoporosa de cerca de 85 nm de diâmetro. Além de ser biocompatível, esse material tem a particularidade de ter uma estrutura interna similar a um favo de mel, com um conjunto de nanocanais de até 4 nm de diâmetro, nos quais as moléculas do fármaco podem ser armazenadas. As nanopartículas foram recobertas com grupos carboxil (- COOH) que melhoraram a interação do reservatório com a sua tampa. Para a tampa, os pesquisadores escolheram o pilarareno, uma molécula artificial formada por cinco anéis aromáticos ou arenos, cuja primeira síntese data de 2008 na literatura científica.

Na montagem e operação da nanomáquina, as interações eletrostáticas de atração controladas pelo pH do meio foram as grandes aliadas da equipe científica da UFF. De fato, conforme confirmaram os pesquisadores em seus experimentos, em uma solução com pH de 7,4, que representa a acidez do sangue saudável, os grupos carboxil (-COOH) que recobrem o reservatório perdem um próton formando grupos carboxilato (-COO-), negativamente carregados, os quais interagem eletrostaticamente com a tampa positivamente carregada. Dessa maneira, a atração eletrostática aproxima as duas peças da nanomáquina até impedir a saída do fármaco. Ao diminuir o pH, ou seja, ao tornar a solução mais ácida, os grupos carboxilato (-COO-) ganham prótons, neutralizando sua carga. Em consequência, a atração eletrostática entre a tampa e o reservatório se desfaz, a tampa abre e o fármaco é liberado.

Ao diminuir o pH, ou seja, ao tornar a solução mais ácida, os grupos carboxilatos (-COO-) que recobrem o reservatório ganham prótons neutralizando sua carga.

Funcionamento da nanomáquina carregada com o fármaco (bolinhas cor de rosa).À esquerda, o pH fisiológico mantém as tampas fechando os nanocanais do reservatório e impedindo o vazamento do fámaco. À direita, o meio mais ácido gera o afastamento das tampas e o fármaco é liberado.
Funcionamento da nanomáquina carregada com o fármaco (bolinhas cor de rosa). À esquerda, em pH fisiológico, as tampas fecham os nanocanais do reservatório. À direita, o meio mais ácido gera o afastamento das tampas e o fármaco é liberado.

Nos experimentos realizados, o grupo da UFF conseguiu liberar a droga quimioterápica parcialmente (34%) em um pH de 5,5 (provavelmente similar ao do entorno de células cancerosas) e quase totalmente (91%) em um meio com acidez de 2,0. Todos os experimentos foram realizados a uma temperatura de 37 °C, similar à do corpo humano.

História do trabalho 

Desde 2009, ano em que se tornou professora da UFF e montou o Laboratório de Química Supramolecular e Nanotecnologia, a professora Célia Ronconi tem trabalhado nas diversas fases do desenvolvimento de diferentes nanomáquinas e sistemas de transporte e liberação de fármacos, utilizando estímulos químicos, magnéticos e luminosos. Durante o doutorado de Evelyn da Silva Santos, sob orientação de Ronconi, um protótipo de nanomáquina foi desenvolvido usando material disponível no mercado. Entretanto, novos estudos realizados depois da defesa do doutorado, que ocorreu em 2018, mostraram que as nanopartículas usadas como reservatórios formavam aglomerados no meio fisiológico (a solução que emula o sangue nos experimentos). Dessa forma, a professora Ronconi envolveu o pós-doc Thiago Custódio dos Santos e a doutoranda Tamires Soares Fernandes no desenvolvimento de um novo material. “Eles deram continuidade ao projeto e sintetizaram um material com excelente dispersão no meio fisiológico e o dispositivo foi refeito, bem como os estudos de liberação do fármaco”, conta a professora. Os testes biológicos da nanomáquina foram realizados no grupo de carcinogênese molecular do INCA, por meio dos pesquisadores Luis Felipe Ribeiro Pinto e Nathália Meireles da Costa, e da técnica Fernanda Jorge. O estudo também contou com a participação do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) na caracterização dos materiais por técnicas de microscopia, realizada no Laboratório Multiusuário de Nanociência e Nanotecnologia (LABNANO). A pesquisa recebeu financiamento das agências CNPq (Projeto Universal), CAPES (Bolsas de Estudo) e FAPERJ (Programas Instituições Sediadas no RJ e Cientista do Nosso Estado).

Os autores principais do trabalho. A partir da esquerda: Evelyn Santos, Thiago Custódio, Tamires Soares e Célia M. Ronconi.
Os autores principais do trabalho. A partir da esquerda: Evelyn Santos, Thiago Custódio, Tamires Soares e Célia M. Ronconi.

SBPMat subscreve manifestação da SBPC sobre o pronunciamento do Presidente da República a respeito da pandemia de Covid-19.


A SBPMat e dezenas de entidades científicas subscreveram uma manifestação da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC) sobre o pronunciamento que o Presidente da República realizou no dia 24 de março sobre a pandemia de Covid-19. A manifestação foi publicada no dia seguinte, 25 de março.

Veja a manifestação e a lista de entidades que a endossam, aqui.

B-MRS & ICEM: update on Corona Virus.


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Owing to the uncertainties related to the COVID-19, and in order to reduce the risk of hampering the health of our community, the Organizing Committee, the Executive Board of the B-MRS and the IUMRS decided to postpone the 2020 B-MRS and the IUMRS/ICEM meetings.
The conferences are now scheduled to happen from August 29th until September 2nd, 2021, in the city of Iguassu Falls, at the Rafain Convention Center.
All participants will be asked to resubmit their abstracts following a new schedule to be released.

SBPMat endossa carta ao ministro de MCTIC pedindo liberação de recursos do FNDCT para compromissos já assumidos do CNPq.


A SBPMat e mais de 90 entidades científicas endossam carta enviada ao ministro de Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações, Marcos Pontes, solicitando liberação dos recursos do Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FNDCT) que deveriam ser destinados a investimento do CNPq para cumprir compromissos já assumidos, inclusive do programa INCTs e do Edital Universal. Orçados em R$ 79,3 milhões, os recursos aparecem zerados no Plano Anual de Investimentos.

A carta foi iniciativa da Academia Brasileira de Ciências (ABC) e a Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC).

Veja a íntegra da carta e a lista de entidades que a endossam, aqui.

Fórum de sociedades científicas brasileiras convocado pela SBPC discutiu situação da ciência e estratégias para 2020, com participação da SBPMat.


Cerca de 80 representantes de sociedades científicas brasileiras se reuniram no dia 11 de março na sede da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), na cidade de São Paulo, para participar do Fórum das Sociedades Científicas Afiliadas à SBPC. A SBPMat foi representada por sua presidente, professora Mônica Cotta. “A SBPMat endossa as propostas apresentadas na reunião”, diz Cotta. 

Na reunião, avaliou-se o momento atual da pesquisa no Brasil, além de discutir e definir estratégias e ações das sociedades científicas para ciência, tecnologia, inovação e educação em 2020. O fórum contou com apresentações de dirigentes das principais agências de fomento do País sobre estratégias e planos para 2020: João Filgueiras de Azevedo, presidente do CNPq; Benedito Guimarães Aguiar Neto, presidente da Capes, e André Luiz de Godoy, diretor de administração da Finep e presidente substituto da agência.

Saiba mais sobre os assuntos e propostas discutidos ou definidos na reunião, nesta notícia do Jornal da Ciência.

Saiba mais sobre as apresentações dos dirigentes do CNPq, Capes e Finep, nesta outra notícia do Jornal da Ciência.

Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior (IFSC-USP) assina texto sobre ciência brasileira publicado em coluna da Folha de São Paulo.


Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Junior

O professor Osvaldo Novais de Oliveira Junior (IFSC-USP), sócio e ex-presidente da SBPMat, é autor de texto publicado na Folha de São Paulo, no blog Darwin e Deus (coluna do jornalista de ciência Reinaldo José Lopes) sobre o sucesso e impacto da ciência brasileira. No texto, o professor descreve três tipos de conhecimento resultantes da ciência e destaca a importância de se aumentar a quantidade de cientistas e de profissionais treinados em ambientes de pesquisa para poder atender as demandas da população brasileira.

Veja aqui o texto na coluna de Reinaldo José Lopes.

Segue a íntegra do texto do ex-presidente da SBPMat:


A maior prova do sucesso da ciência brasileira está no Palácio do Planalto. Não fosse pela excelência da medicina brasileira, resultado de décadas de trabalho científico, o presidente da República hoje seria outro.

Sem a competência dos médicos de Juiz de Fora que atenderam prontamente o então candidato após o episódio da facada, bem como dos médicos em São Paulo que realizaram as demais cirurgias, o Presidente Bolsonaro, ainda que sobrevivesse, não teria se recuperado tão rapidamente a ponto de já estar trabalhando normalmente pouco tempo depois do atentado.

A conexão entre fatos que alteram os rumos do País e a ciência brasileira não me parece ter sido feita ainda. Provavelmente porque não se analisou em detalhe o impacto das diferentes formas de conhecimento que a ciência cria.

Fazer ciência gera conhecimentos de três tipos. O mais visível e tangível é o conhecimento que gera, num prazo relativamente curto, tecnologia e soluções para a humanidade. É o conhecimento transferido de cientistas para inovadores de tecnologia, o que no Século XXI tem sido feito majoritariamente pelas grandes potências tecnológicas, ou seja, os Estados Unidos, a China e outros países asiáticos, e alguns países da Europa. Aqui, o termo majoritário é essencial, pois não basta ter ciência e tecnologia de qualidade, a transferência de conhecimento só ocorre efetivamente quando há volume de pesquisas, produtos e soluções.

Os dois outros tipos de conhecimentos são menos visíveis para a sociedade em geral. Um é o conhecimento oriundo da curiosidade e perseverança dos humanos em entender como funciona o universo, sem preocupação se haverá alguma aplicação prática. Muitas vezes, a aplicação até existe, mas só vai ficar evidente muito tempo depois de o conhecimento ter sido gerado. O exemplo talvez mais emblemático para os dias de hoje é a teoria da Relatividade de Einstein. Ela foi criada com uma concepção abstrata, incompreensível mesmo para cientistas da época, para explicar fenômenos da natureza que não tinham correlação com o cotidiano das pessoas.

Até onde sei, Einstein nunca aventou a possibilidade de uma aplicação direta para a sua teoria. Pois bem, a Teoria da Relatividade é hoje essencial para os sistemas de posicionamento (GPS). Sem levar em conta a Teoria da Relatividade, a determinação da posição de uma pessoa ou objeto na Terra estaria errada por cerca de 10 km com os erros acumulados em uma semana de funcionamento do GPS. Em suma, sem Teoria da Relatividade não existiria o GPS e tampouco os sistemas de navegação que utilizamos no nosso cotidiano.

O terceiro tipo de conhecimento tem tão pouca visibilidade que se confunde com o resultado de formação universitária. É o conhecimento que não leva diretamente a novas tecnologias, mas serve para absorver e adaptar tecnologias, desenvolver soluções locais e permitir um funcionamento de alto nível dos sistemas que dependem de tecnologia. Este tipo de conhecimento é incorporado pelos profissionais qualificados formados nas universidades de pesquisa.

O que nem sempre é compreendido é que profissionais com esse nível de habilidade e competência só podem ser treinados em ambiente em que se faz ciência. Em medicina, para ficar no exemplo inicial, a incorporação e o aprimoramento de novas tecnologias são normalmente feitos por médicos com formação sofisticada, com pós-graduação e participação ativa em programas de pesquisa conduzidos em universidades de excelência.

Para aqueles que consideram esse terceiro tipo de conhecimento pouco relevante, ressalto que os países com melhor qualidade de vida e maiores índices de desenvolvimento não estão na lista dos que geram mais tecnologia. Refiro-me aos países escandinavos e outros como a Suíça e Luxemburgo que, pelo tamanho de sua população, não têm porte para gerar muita tecnologia – comparativamente aos países maiores produtores de tecnologia. Entretanto, sem qualquer exceção, todos esses países com alta qualidade de vida têm alta densidade na geração de conhecimento do terceiro tipo, com ciência de excelência.

E o Brasil? Nosso país tem exemplos marcantes de geração de conhecimento do primeiro tipo, com ciência proporcionando tecnologia competitiva mundialmente em setores como o aeronáutico, a extração de petróleo em águas profundas e o agronegócio. Outros setores têm criado tecnologias relevantes, ainda que com menor impacto econômico.

Infelizmente, a despeito da qualidade da ciência realizada nesses setores, a densidade é baixa e geramos muito pouca tecnologia quando se consideram as dimensões do País e sua população. Isso se explica pelo tamanho reduzido de nosso sistema científico. A despeito do grande avanço nas últimas décadas, o número de cientistas por habitante ainda é muito menor do que o de países desenvolvidos. Nesse quesito, o Brasil não aparece na lista dos 20 países mais bem colocados.

Uma situação semelhante ocorre no conhecimento orientado ao desenvolvimento de soluções locais, que classifiquei como de terceiro tipo. O Brasil forma profissionais excelentes em suas universidades de pesquisa, que por sua vez incorporam novas tecnologias e criam soluções para a sociedade em muitas áreas. Disso resulta a excelência do País em áreas como medicina e saúde, engenharia, agricultura e pecuária, e em muitas outras.

Novamente, temos o problema da densidade: o número de profissionais formados, e sua atuação na geração de conhecimento, são insuficientes para beneficiar toda a população do Brasil. Esta insuficiência está na raiz da nossa desigualdade, pois a produtividade no trabalho, extremamente baixa, depende essencialmente de um bom funcionamento de tecnologias que demandam conhecimento desse terceiro tipo, em que a oferta de profissionais capacitados é insuficiente.

Resumindo, o problema no Brasil não é de baixa qualidade da ciência que se realiza aqui, mas da baixa densidade de cientistas e profissionais com formação adequada para atender as demandas da sociedade. Além de trazer a percepção errônea de falta de qualidade, a baixa densidade de fato dificulta (quando não impede) que um País atinja excelência em tópicos que requerem esforços concentrados de grande monta. Não é por outra razão que o Brasil é competitivo em tecnologias, como as já mencionadas, em que há densidade de pesquisadores formados a partir de políticas públicas iniciadas há décadas.

Tenho a expectativa de que nossos governantes, em todos os níveis, percebam os benefícios diretos e indiretos de um sistema científico robusto e de qualidade. Nem que seja para sua sobrevivência na eventualidade de precisarem de atendimento de saúde adequado. Porém, principalmente para realizar o sonho de transformar o Brasil em um país menos desigual.


 

Boletim da SBPMat. 90ª edição.


 

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Boletim da
Sociedade Brasileira
de Pesquisa em Materiais

Edição nº 90. 29 de fevereiro de 2020.

Notícias da SBPMat

Nova diretoria. Conheça um pouco os membros da nova diretoria executiva: formação e atuação acadêmica, temas de pesquisa e o que gostam de fazer quando não estão trabalhando. Veja aqui.

Cerimônia de posse. A nova diretoria executiva da SBPMat, presidida pela professora Mônica A. Cotta, tomou posse em cerimônia realizada no IFGW-Unicamp na manhã de 14 de fevereiro, com a presença de mais de 80 pessoas, inclusive autoridades do MCTIC, sociedades científicas, centros de pesquisa e universidades. Mulheres na ciência e impacto social da pesquisa foram assuntos recorrentes nos breves discursos proferidos. Veja nossa cobertura da cerimônia, com fotos e a íntegra do discurso da nova presidente.

– Nota em defesa da democracia. A SBPMat e dezenas de entidades científicas endossaram nota da SBPC em defesa da democracia, publicada em 26 de fevereiro. Saiba mais.

Artigo em Destaque

Um grupo de pesquisa do LNNano/CNPEM desenvolveu um memoristor e um transistor com materiais híbridos (orgânicos – inorgânicos) e microtubos feitos de nanomembranas autoenroladas. Os novos dispositivos podem contribuir ao desenvolvimento de aparelhos menores, flexíveis, mais baratos e que reúnam melhor desempenho e menor consumo de energia. Os trabalhos foram recentemente publicados na Nano Letters e na Nature Communications. Saiba mais.

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Da Ideia à Inovação

Contamos a interessante história do Kevlar, um material leve e super resistente usado em centenas de produtos de dezenas de mercados diferentes. A história começa com uma descoberta de ciência básica realizada por uma mulher sem doutorado, que encontrou nos laboratórios da empresa DuPont de meados do século passado um ambiente propício para desenvolver seu talento e paixão pela pesquisa científica. Veja aqui.

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Novidades dos Sócios SBPMat

– Prof. Victor Carlos Pandolfelli (DEMa-UFSCar), sócio da SBPMat, recebeu um prêmio da TMS (a sociedade de minerais, metais e materiais dos Estados Unidos) destinado a trabalhos que evidenciam a aplicação da ciência na solução de problemas práticos. Saiba mais.

19 encontro_banner_560 px

XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM 2020
(Foz do Iguaçu, Brasil, 30 de agosto a 3 de setembro de 2020)

Site do evento: www.sbpmat.org.br/19encontro/

Notícia completa sobre o evento: https://www.sbpmat.org.br/pt/aberta-a-submissao-de-trabalhos-para-o-xix-b-mrs-meeting-iumrs-icem/

Aberta a submissão de resumos até 1º de abril!

Submissões. O prazo para submissão de trabalhos encerra em 1º de abril. Orientações para a elaboração dos resumos e acesso ao sistema de submissão, aqui. Orientações sobre as apresentações orais e de pôster, aqui.

Simpósios. 29 simpósios compõem o evento. Veja a lista, aqui.

Inscrições. O sistema de inscrições já está aberto. Os valores da taxa de inscrição incluem três almoços, além dos coffee breaks e o coquetel de boas-vindas. Mais informações e acesso ao sistema, aqui.

Expositores e patrocinadores. 15 empresas já confirmaram participação como expositoras – patrocinadoras do evento. O prazo para fechamento de patrocínios encerra em 31 de março. Empresas e outras organizações interessadas em participar do evento como expositoras, patrocinadoras ou apoiadoras, podem entrar em contato com Alexandre pelo e-mail comercial@sbpmat.org.br.

Prêmios para estudantes. Autores de trabalhos que sejam estudantes de graduação, mestrado ou doutorado poderão concorrer aos prêmios da SBPMat e ACS Publications submetendo resumos estendidos depois de receberem a notificação de aceitação de seus trabalhos. Mais informações nas instruções para autores, aqui.

Plenaristas internacionais. Renomados cientistas da China, Estados Unidos, Itália e Japão já confirmaram presença como palestrantes do evento. Saiba mais no site do evento.

Palestra José Arana Varela (plenarista nacional). O Prof. Edson Roberto Leite (LNNano – CNPEM) foi escolhido pela SBPMat para receber esta distinção e proferir a palestra no evento.

Palestra Memorial Joaquim da Costa Ribeiro. A distinção será para o Prof. Cid Bartolomeu de Araújo (UFPE), que proferirá a palestra no evento.

Local do evento. O evento será realizado no hotel Rafain Palace, localizado em Foz do Iguaçu (PR). Saiba mais.

Hospedagem. Veja opções de hospedagem da agência de turismo oficial do evento, aqui.

Evento conjunto. O evento reúne a 19ª edição do encontro anual da SBPMat e a 17ª edição da conferência internacional sobre materiais eletrônicos organizada bienalmente pela União Internacional de Sociedades de Pesquisa em Materiais (IUMRS).

Organização. Prof. Gustavo Martini Dalpian (UFABC) é o coordenador geral, Prof. Carlos Cesar Bof Bufon (LNNANO) é coordenador de programa e Prof. Flavio Leandro de Souza (UFABC) é o secretário geral. No comitê internacional, o evento conta com cientistas da América, Ásia, Europa e Oceania. Saiba mais no site do evento.

Dicas de Leitura

– Cientistas aumentam eficiência da conversão de CO2 em metanol ao desenvolver e usar uma membrana inteligente, cujos nanocanais escoam a água, mas impedem a passagem de gases. Membrana pode acelerar diversos processos industriais limitados pela presença de água (paper da Science). Saiba mais.

– Avanços brasileiros em síntese e caracterização de perovskitas: cientistas conseguem produzir nova perovskita 2D e também mapear individualmente grãos nanométricos de filmes de perovskita, abrindo possibilidades para aplicação desses materiais em LEDs e células solares (papers da Chemistry of Materials e Science Advances). Saiba mais.

– Pesquisadores brasileiros desenvolvem nanopartícula com tendência inusual a se ligar a bactérias, entre outras propriedades que a tornam muito promissora para liberar antibióticos diretamente nos patógenos, aumentando a eficácia do tratamento (capa da Advanced Functional Materials). Saiba mais.

– Colaboração entre pesquisadores brasileiros de materiais e de computação gera avanços no uso de inteligência artificial para o desenvolvimento de novos vidros (paper da Acta Materialia). Saiba mais.

Oportunidades

– Concursos para professor do DEMa-UFSCar em Materiais Cerâmicos. Saiba mais.

– Processo seletivo discente para o mestrado no Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais da UFTM (Uberaba-MG). Saiba mais.

Eventos

Pan American Ceramics Congress and Ferroelectrics Meeting of Americas (PACC-FMAs 2020). Panamá (Panamá). 19 a 23 de julho de 2020. Site.

International Conference on Science and Technology of Synthetic Materials (ICSM 2020). Glasgow (Escócia). 26 a 31 de julho de 2020. Site.

XVIII International Congress on Rheology. Rio de Janeiro, RJ (Brasil). 2 a 7 de agosto de 2020. Site.

XIX B-MRS Meeting + 2020 IUMRS ICEM (International Conference on Electronic Materials). Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 30 de agosto a 3 de setembro de 2020. Site.

XLI Congresso Brasileiro de Aplicações de Vácuo na Indústria e na Ciência. Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 5 a 7 de outubro de 2020. Site.

5th International Conference of Surfaces, Coatings and NanoStructured Materials – Americas (NANOSMAT-Americas). Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 7 a 10 de outubro de 2020. Site.

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Artigo em destaque: Microtubos de nanomembranas e materiais híbridos para dispositivos eletrônicos avançados.


Os artigos científicos de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês são:

Ambipolar Resistive Switching in an Ultrathin Surface-Supported Metal–Organic Framework Vertical Heterojunction. Luiz G. S. Albano, Tatiana P. Vello, Davi H. S. de Camargo, Ricardo M. L. da Silva, Antonio C. M. Padilha, Adalberto Fazzio, Carlos C. B. Bufon. Nano Lett. 2020, 20, 2, 1080-1088. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b04355

Edge-driven nanomembrane-based vertical organic transistors showing a multi-sensing capability. Ali Nawaz, Leandro Merces, Denise M. de Andrade, Davi H. S. de Camargo & Carlos C. Bof Bufon. Nature Communications volume 11, Article number: 841 (2020). Disponível em https://www.nature.com/articles/s41467-020-14661-x (acesso livre)

Microtubos de nanomembranas e materiais híbridos para dispositivos eletrônicos avançados

Alguns dos desafios das próximas gerações de smartphones, sensores e outros aparelhos eletrônicos podem ser resolvidos com a ajuda de microtubos de nanomembranas (folhas feitas a partir de vários materiais, condutores da eletricidade ou não, com espessuras nanométrica e dimensões laterais micrométricas, que podem se autoenrolar formando microtubos).

Na cidade de Campinas (SP), no Laboratório Nacional de Nanotecnologia do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (LNNano/CNPEM), um grupo de cientistas vem desenvolvendo expertise em processos de síntese, fabricação e caracterização de nanomembranas e suas aplicações. Em trabalhos que foram publicados em janeiro e fevereiro deste ano nos periódicos Nano Letters e Nature Communications, os autores exploram algumas potencialidades das nanomembranas, principalmente relacionadas à sua flexibilidade e dimensões, para desenvolver novos memoristores e transistores – dois dispositivos eletrônicos amplamente utilizados.

Mais precisamente, os pesquisadores do LNNano mostram que os microtubos de nanomembrana podem ser peças-chave na confecção de componentes promissores utilizando materiais orgânicos e híbridos (orgânico-inorgânico) como os memoristores e transistores. Dessa maneira, as novidades propostas nos artigos podem contribuir ao desenvolvimento de aparelhos e equipamentos ainda menores, flexíveis, portáveis, mais baratos e que combinem melhor desempenho e mais funcionalidades com baixo consumo de energia.

Em entrevista ao Boletim da SBPMat, Carlos Cesar Bof Bufon, autor correspondente dos dois artigos, fala sobre o impacto científico, tecnológico e social das pesquisas e sobre as competências e infraestrutura envolvidas na sua realização. Bufon é pesquisador e chefe da Divisão de Dispositivos do LNNano/CNPEM.

Boletim da SBPMat: – Os artigos apresentam avanços, desenvolvidos no LNNano, em tecnologias para dispositivos eletrônicos (transistores e memoristores). Na sua opinião, quais são as principais contribuições tecnológicas e/ ou científicas que estes artigos apresentam? 

Carlos Cesar Bof Bufon: – O trabalho intitulado “Ambipolar Resistive Switching in an Ultrathin Surface-Supported Metal–Organic Framework Vertical Heterojunction” publicado na Nano Letters (doi: 10.1021/acs.nanolett.9b04355), reporta o desenvolvimento de um novo tipo de memoristor utilizando estruturas metal-orgânicas de superfície (SURMOFs). Os SURMOFs são estruturas híbridas compostas por íons metálicos conectados por ligantes orgânicos, altamente organizadas em superfícies recobertas com monocamadas quimicamente ativas (SAMs). Existem mais de 70 mil tipos de estruturas metal-orgânicas (MOFs) que podem ser preparadas como SURMOFs e que podem conferir novas funcionalidades a dispositivos eletrônicos. Além das novas funcionalidades, sua considerável flexibilidade mecânica e baixo custo despertam interesse na comunidade científica para aplicações. Porém, por se tratar de um material híbrido formando por elementos orgânicos e inorgânicos, a integração desta classe de materiais torna-se um desafio tecnológico. Com intuito de contornar essa limitação, este trabalho apresenta uma nova arquitetura para a integração dessas de estruturas SURMOFs e sua aplicação no desenvolvimento de um novo tipo de memoristor. A arquitetura proposta é baseada no contato elétrico superior de filmes ultrafinos de SURMOF HKUST-1 utilizando nanomembranas metálicas autoenroladas (microtubos). Os filmes de SURMOF explorados nesse trabalho apresentam espessuras da ordem de 20 nanômetros. Essa nova arquitetura abre caminhos promissores na área de dispositivos eletrônicos baseados em SURMOFs, bem como fornece uma plataforma tecnológica para a realização de estudos ainda não reportados na literatura para essa classe de materiais, como por exemplo, a investigação de como as cargas elétricas são conduzidas em camadas de SURMOFs ultrafinos.

Fotografia de um microchip fabricado utilizando fotolitografia e ilustração do contato elétrico no SURMOF realizado pela nanomembrana metálica autoenrolada. Cada microchip possui área de 81 mm2 contendo 32 memoristores.
Fotografia de um microchip fabricado utilizando fotolitografia e ilustração do contato elétrico no SURMOF realizado pela nanomembrana metálica autoenrolada. Cada microchip possui área de 81 mm2 contendo 32 memoristores.

Já o trabalho intitulado “Edge-driven nanomembrane-based vertical organic transistors showing a multi-sensing capability” publicado na Nature Communications (doi: 10.1038/s41467-020-14661-x), apresenta o desenvolvimento de uma plataforma de transistor orgânico em arquitetura vertical. Os transistores são os principais componentes de circuitos e processadores eletrônicos. Comparados aos transistores inorgânicos, os transistores orgânicos têm como vantagens o baixo custo e sua fácil fabricação, que o tornam atraentes para dispositivos eletrônicos flexíveis em várias áreas. Uma grande vantagem dos transistores verticais está em sua fácil integração com dispositivos emissores de luz e fotodetectores na formação de sistemas optoeletrônicos integrados. Os dispositivos apresentados neste trabalho foram processados inteiramente por meio de técnicas convencionais de microfabricação e fotolitografia, o que é uma vantagem do ponto de vista da viabilidade tecnológica. Um grande diferencial destes novos transistores está relacionado à utilização de nanomembranas metálicas autoenroladas como eletrodos de dreno (um dos contatos do transistor), promovendo assim a formação de um contato mecânico suave com a camada de semicondutor orgânico. Nesta arquitetura, a camada semicondutora pode atingir espessuras menores que 50 nanômetros. Os dispositivos fabricados mostraram altas densidades de corrente (~0,5 A/cm2) com baixas tensões de operação (≤ 3 V). Com base em nosso estudo teórico, foi possível prever uma melhoria na estrutura do transistor, resultando em projeções de dispositivos com densidades de corrente de até 10 A/cm2. Tais valores – obtidos com baixas tensões de operação em uma plataforma composta por camadas orgânicas ativas – destacam o potencial desses dispositivos para futuramente serem integrados em aplicações eletrônicas flexíveis e portáteis. Além disso, os novos transistores mostraram-se capazes de detectar diferentes níveis de umidade e de luz, graças à plataforma de dispositivo baseada em nanomembranas autoenroladas. Portanto, os transistores desenvolvidos também possuem um grande potencial para o avanço da tecnologia de sensores da próxima geração.

Imagem de microscopia eletrônica de varredura (colorida artificialmente) do transistor orgânico vertical baseado em nanomembrana enrolada (tons de amarelo). A radiação incidente e as moléculas de água (artificialmente colocadas) ilustram as características de sensibilidade múltipla do novo dispositivo eletrônico.
Imagem de microscopia eletrônica de varredura (colorida artificialmente) do transistor orgânico vertical baseado em nanomembrana enrolada (tons de amarelo). A radiação incidente e as moléculas de água (artificialmente colocadas) ilustram as características de sensibilidade múltipla do novo dispositivo eletrônico.

Boletim da SBPMat: – De que maneira os resultados dos artigos poderiam impactar na vida cotidiana das pessoas (impacto social)? Você considera que as tecnologias propostas poderiam substituir as usadas atualmente ou criar novas aplicações? Se sim, quais seriam as vantagens destas novas tecnologias desenvolvidas no LNNano? Seria necessário dar muitos passos ainda para levar os resultados dos artigos ao mercado?

Carlos Cesar Bof Bufon: – O memoristor é considerado um dos quatro componentes eletrônicos fundamentais. Em um computador, é capaz de realizar as funções de processamento e de armazenamento de informação. Neste trabalho, o comportamento de memoristor foi observado em condições de alta umidade relativa (entre 90-70%). Análogo a uma espoja, as moléculas de água presentes no ambiente são absorvidas pelos nanoporos do SURMOF. Em determinado campo elétrico, essas moléculas facilitam a condução dos elétrons dentro do material através da alteração da sua resistência elétrica. A diferença na resistência elétrica pode chegar a 1 milhão de vezes utilizando baixas tensões de operação – menores que 2 V. Em uma aplicação prática, essa diferença pode corresponder a estados binários como 0 e 1. A total fabricação do dispositivo foi realizada com técnicas convencionais de fotolitografia, compatíveis com a produção em escala industrial. O fato de depender de umidade para seu funcionamento não limita sua aplicação comercial, pois isto pode ser facilmente contornado através de processos de encapsulamento, comuns na indústria de dispositivos eletrônicos.

Já a fabricação de transistores orgânicos em arquitetura vertical utilizando nanomembranas enroladas como eletrodos de dreno permite a redução da região de interesse para menos de 50 nanômetros (mais de mil vezes menor que a espessura de um fio de cabelo). Isso implica um avanço significativo na indústria eletrônica, porque a portabilidade de aplicações eletrônicas, como smartphones, computadores e televisores, depende da redução do número e do tamanho de transistores. O mecanismo de operação do dispositivo relatado neste trabalho amplia o entendimento atual sobre transistores orgânicos verticais, mostrando que as densidades de corrente podem ser melhoradas realizando-se manipulações cuidadosas na estrutura espacial do eletrodo metálico intermediário (fonte). Além disso, a preparação de microchips de transistores foi realizada com técnicas de microfabricação compatíveis com a escala industrial. Assim, esses dispositivos podem ser facilmente integrados em aplicações eletrônicas com algumas etapas adicionais, como o encapsulamento de microchips para evitar a degradação dos materiais orgânicos.

Os dois conceitos de dispositivos baseados em nanomembranas ampliam as possibilidades para o uso de materiais híbridos em eletrônica. Por mais que exista uma tendência para a substituição de uma tecnologia por outra, os conceitos desenvolvidos em nossos trabalhos buscam abrir novas fronteiras e possibilidades através o design de estruturas funcionais a partir de seus elementos fundamentais tais como átomos e moléculas.

Todas as tecnologias que desenvolvemos na área de dispositivos no LNNano/CNPEM estão firmemente calcadas tanto no entendimento dos conceitos fundamentais que governam as propriedades dos componentes como na aplicação tecnológica. Esses dois trabalhos foram iniciados fundamentalmente do zero. Em termos do seu nível de maturidade tecnológica (do inglês technology readiness level, TRL), os dispositivos alcançaram a validação funcional dos componentes em ambiente de laboratório (foi totalmente concluída). Dentro da escala TRL, atingimos o quarto nível de um total de 9, sendo este último a comercialização. Vale ainda ressaltar que o próximo nível a ser trabalhado precisa necessariamente envolver a participação do setor produtivo, que é, de fato, quem pode acelerar a chegada deste tipo de pesquisa ao mercado.

Boletim da SBPMat: – Conte-nos brevemente a história dos trabalhos reportados nos dois artigos: como e quando surgiu a ideia, se foi necessário reunir competências muito diversas, a infraestrutura utilizada, curiosidades etc.

Carlos Cesar Bof Bufon: – Os trabalhos são frutos de diferentes histórias, mas foram desenvolvidos no mesmo grupo de pesquisa com a ideia comum de explorar as potencialidades das nanomembranas na área de dispositivos funcionais. Esta temática faz parte do meu projeto Jovem Pesquisador financiado em 2016 pela FAPESP. A ideia da aplicação dos SURMOFs como memoristor, utilizando como contato superior as nanomembranas, foi desenvolvida em conjunto com o pós-doutorando Dr. Luiz Gustavo Simão Albano. O nosso grupo de pesquisa começou a avaliar a viabilidade tecnológica de utilizar os SURMOFs como materiais funcionais em dispositivos há cerca de 3 anos. Desde então, o grupo vem estabelecendo de forma continuada a implementação das rotas de síntese e integração para aplicações na área de componentes eletrônicos.

O trabalho foi realizado inteiramente no LNNano/CNPEM, e conta com uma lista de coautores que contribuíram ativamente para tornar possível a realização deste trabalho: Tatiana P. Vello (crescimento dos SURMOFs), Davi H. S. de Camargo (fabricação de dispositivos e ilustrações), Ricardo M. L. da Silva (fabricação de dispositivos), Dr. Antonio C. M. Padilha (simulações DFT) e Prof. Dr. Adalberto Fazzio (simulações DFT).

O trabalho com o transistor também segue o padrão do memoristor – combinação de materiais funcionais e nanomembranas. Há cerca de 15 anos comecei a me interessar pelas potencialidades do uso de camadas nanoestruturadas como blocos fundamentais em uma eletrônica vertical. Ao tomar conhecimento dos trabalhos do Prof. Ivo Hümmelgen, da UFPR (falecido em 2018), na área de transistores verticais, uma série de vantagens e desafios me chamaram a atenção. A ideia do trabalho surgiu ao antecipar que a melhoria no desempenho do dispositivo poderia ser alcançada com o uso de um eletrodo de dreno baseado em nanomembrana enrolada e um eletrodo intermediário (fonte) padronizado usando fotolitografia. Em maio de 2018, o Dr. Ali Nawaz (ex-aluno do Prof. Ivo!), natural do Paquistão, iniciou a execução do projeto no LNNano/CNPEM. Sendo um projeto de execução complexa, as infraestruturas avançadas para processamento e caracterização de dispositivos do LNNano/CNPEM foram fundamentais. E da mesma forma que o memoristor, a pesquisa dependeu de um conjunto de expertises variadas. Durante o projeto, o Dr. Leandro Merces prestou assistência crítica na investigação dos aspectos teóricos dos dispositivos, enquanto os colaboradores Davi Camargo (especialista em microfabricação) e Denise de Andrade (estagiária de graduação pela Universidade Estadual de Ponta Grossa), forneceram ao trabalho todo o suporte técnico necessário.

Autores principais dos trabalhos. A partir da esquerda: Carlos Cesar Bof Bufon, Luíz Gustavo Simão Albano e Ali Nawaz.
Autores principais dos trabalhos. A partir da esquerda: Carlos Cesar Bof Bufon, Luíz Gustavo Simão Albano e Ali Nawaz.